使用DETR 训练VOC数据集和自己的数据集

news2024/10/7 18:19:49

一、数据准备

DETR用的是COCO格式的数据集。

  • 如果要用DETR训练自己的数据集,直接利用Labelimg标注成COCO格式。
  • 如果是VOC数据集的话,要做一个格式转换,yolo格式的数据集,转换成coco格式

COCO数据集的格式类似这样,annotations文件夹里面有对应的train、val数据集的json文件。train2017则是训练集图片,其他同理。

在这里插入图片描述

VOC数据集的存放方式是这样的,转换格式就是找出Main文件夹下用于目标检测的图片。

在这里插入图片描述

Main文件夹下有train.txt文件,记录了训练集的图片。val.txt记录了验证集的图片

在这里插入图片描述

只需要修改注释中的两个路径即可(创建文件夹时没有加判断语句严谨一点应该加上)。

import os
import shutil
import sys
import json
import glob
import xml.etree.ElementTree as ET


START_BOUNDING_BOX_ID = 1
# PRE_DEFINE_CATEGORIES = None
# If necessary, pre-define category and its id
PRE_DEFINE_CATEGORIES = {"aeroplane": 1, "bicycle": 2, "bird": 3, "boat": 4,
                         "bottle": 5, "bus": 6, "car": 7, "cat": 8, "chair": 9,
                         "cow": 10, "diningtable": 11, "dog": 12, "horse": 13,
                         "motorbike": 14, "person": 15, "pottedplant": 16,
                         "sheep": 17, "sofa": 18, "train": 19, "tvmonitor": 20}


def get(root, name):
    vars = root.findall(name)
    return vars


def get_and_check(root, name, length):
    vars = root.findall(name)
    if len(vars) == 0:
        raise ValueError("Can not find %s in %s." % (name, root.tag))
    if length > 0 and len(vars) != length:
        raise ValueError(
            "The size of %s is supposed to be %d, but is %d."
            % (name, length, len(vars))
        )
    if length == 1:
        vars = vars[0]
    return vars


def get_filename_as_int(filename):
    try:
        filename = filename.replace("\\", "/")
        filename = os.path.splitext(os.path.basename(filename))[0]
        return int(filename)
    except:
        raise ValueError(
            "Filename %s is supposed to be an integer." % (filename))


def get_categories(xml_files):
    """Generate category name to id mapping from a list of xml files.

    Arguments:
        xml_files {list} -- A list of xml file paths.

    Returns:
        dict -- category name to id mapping.
    """
    classes_names = []
    for xml_file in xml_files:
        tree = ET.parse(xml_file)
        root = tree.getroot()
        for member in root.findall("object"):
            classes_names.append(member[0].text)
    classes_names = list(set(classes_names))
    classes_names.sort()
    return {name: i for i, name in enumerate(classes_names)}


def convert(xml_files, json_file):
    json_dict = {"images": [], "type": "instances",
                 "annotations": [], "categories": []}
    if PRE_DEFINE_CATEGORIES is not None:
        categories = PRE_DEFINE_CATEGORIES
    else:
        categories = get_categories(xml_files)
    bnd_id = START_BOUNDING_BOX_ID
    for xml_file in xml_files:
        tree = ET.parse(xml_file)
        root = tree.getroot()
        path = get(root, "path")
        if len(path) == 1:
            filename = os.path.basename(path[0].text)
        elif len(path) == 0:
            filename = get_and_check(root, "filename", 1).text
        else:
            raise ValueError("%d paths found in %s" % (len(path), xml_file))
        # The filename must be a number
        image_id = get_filename_as_int(filename)
        size = get_and_check(root, "size", 1)
        width = int(get_and_check(size, "width", 1).text)
        height = int(get_and_check(size, "height", 1).text)
        image = {
            "file_name": filename,
            "height": height,
            "width": width,
            "id": image_id,
        }
        json_dict["images"].append(image)
        # Currently we do not support segmentation.
        #  segmented = get_and_check(root, 'segmented', 1).text
        #  assert segmented == '0'
        for obj in get(root, "object"):
            category = get_and_check(obj, "name", 1).text
            if category not in categories:
                new_id = len(categories)
                categories[category] = new_id
            category_id = categories[category]
            bndbox = get_and_check(obj, "bndbox", 1)
            xmin = int(get_and_check(bndbox, "xmin", 1).text) - 1
            ymin = int(get_and_check(bndbox, "ymin", 1).text) - 1
            xmax = int(get_and_check(bndbox, "xmax", 1).text)
            ymax = int(get_and_check(bndbox, "ymax", 1).text)
            assert xmax > xmin
            assert ymax > ymin
            o_width = abs(xmax - xmin)
            o_height = abs(ymax - ymin)
            ann = {
                "area": o_width * o_height,
                "iscrowd": 0,
                "image_id": image_id,
                "bbox": [xmin, ymin, o_width, o_height],
                "category_id": category_id,
                "id": bnd_id,
                "ignore": 0,
                "segmentation": [],
            }
            json_dict["annotations"].append(ann)
            bnd_id = bnd_id + 1

    for cate, cid in categories.items():
        cat = {"supercategory": "none", "id": cid, "name": cate}
        json_dict["categories"].append(cat)

    os.makedirs(os.path.dirname(json_file), exist_ok=True)
    json_fp = open(json_file, "w")
    json_str = json.dumps(json_dict)
    json_fp.write(json_str)
    json_fp.close()


if __name__ == "__main__":
    #  只需修改以下两个路径
    #  VOC数据集根目录
    voc_path = "VOC2012"
    
    #  保存coco格式数据集根目录
    save_coco_path = "VOC2COCO"
    
    #  VOC只分了训练集和验证集即train.txt和val.txt
    data_type_list = ["train", "val"]
    for data_type in data_type_list:
        os.makedirs(os.path.join(save_coco_path, data_type+"2017"))
        os.makedirs(os.path.join(save_coco_path, data_type+"_xml"))
        with open(os.path.join(voc_path, "ImageSets\Main", data_type+".txt"), "r") as f:
            txt_ls = f.readlines()
        txt_ls = [i.strip() for i in txt_ls]
        for i in os.listdir(os.path.join(voc_path, "JPEGImages")):
            if os.path.splitext(i)[0] in txt_ls:
                shutil.copy(os.path.join(voc_path, "JPEGImages", i),
                            os.path.join(save_coco_path, data_type+"2017", i))
                shutil.copy(os.path.join(voc_path, "Annotations", i[:-4]+".xml"), os.path.join(
                    save_coco_path, data_type+"_xml", i[:-4]+".xml"))
        xml_path = os.path.join(save_coco_path, data_type+"_xml")
        xml_files = glob.glob(os.path.join(xml_path, "*.xml"))
        convert(xml_files, os.path.join(save_coco_path,
                "annotations", "instances_"+data_type+"2017.json"))
        shutil.rmtree(xml_path)

结果如图所示,在voc2coco文件夹下有三个文件:

在这里插入图片描述

二、配置DETR

推荐使用命令行传递参数,这里修改main.py只是为了说明参数的意义,例如:

python -m torch.distributed.launch --nproc_per_node=8 --use_env main.py --coco_path /path/to/coco --output_dir ./output

对于argparse命令行参数的传递有问题可以参考:argparse — 命令行选项、参数和子命令解析器详解

修改main.py文件中的参数、超参数:

在这里插入图片描述

这个最好不改,就设为coco。去修改models/detr.py 文件的num_classes(大概在三百多行)。这里作者也解释了num_classes其实并不是类别数,因为coco只有80类,因为coco的id是不连续的,coco数据集最大的ID是90,所以原论文时写的MAX ID +1 即91。对于我们自定义的和转化的VOC数据集num_classes就是类别数。

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

coco_path改成自己的coco路径。

在这里插入图片描述

其中预训练权重需要修改一下,coco是80类,不能直接加载官方的模型。voc是20类。把num_classes改成21。传入得到的detr_r50_21.pth新的权重文件。

import torch
pretrained_weights=torch.load('detr-r50-e632da11.pth')
num_classes=21
pretrained_weights["model"]["class_embed.weight"].resize_(num_classes+1,256)
pretrained_weights["model"]["class_embed.bias"].resize_(num_classes+1)
torch.save(pretrained_weights,"detr_r50_%d.pth"%num_classes)

运行日志(特别难训练):

在这里插入图片描述

三、绘图

util文件夹下有plot_utils.py文件,可以绘制损失和mAP曲线。

在这里插入图片描述

plot_utils.py文件中加入代码运行即可:

if __name__ == "__main__":
	# 路径更换为保存输出的eval路径
	# mAP曲线
    files=list(Path("./outputs/eval").glob("*.pth"))
    plot_precision_recall(files)
    plt.show()
    # 路径更换为保存输出的路径
    # 损失曲线
    plot_logs(Path("./output"))
    plt.show()

四、推理

训练完毕后我们会得到一个checkpoint.pth的文件,可以用自己训练得到的模型来推理图片,代码如下:

import numpy as np
from models.detr import build
from PIL import Image
import matplotlib.pyplot as plt
import torch
import torchvision.transforms as transforms

torch.set_grad_enabled(False)
COLORS = [[0.000, 0.447, 0.741], [0.850, 0.325, 0.098], [0.929, 0.694, 0.125],
          [0.494, 0.184, 0.556], [0.466, 0.674, 0.188], [0.301, 0.745, 0.933]]
transform_input = transforms.Compose([transforms.Resize(800),
                                      transforms.ToTensor(),
                                      transforms.Normalize([0.485, 0.456, 0.406], [0.229, 0.224, 0.225])])


def box_cxcywh_to_xyxy(x):
    x_c, y_c, w, h = x.unbind(1)
    b = [(x_c - 0.5 * w), (y_c - 0.5 * h),
         (x_c + 0.5 * w), (y_c + 0.5 * h)]
    return torch.stack(b, dim=1)


def rescale_bboxes(out_bbox, size):
    img_w, img_h = size
    b = box_cxcywh_to_xyxy(out_bbox)
    b = b * torch.tensor([img_w, img_h, img_w, img_h], dtype=torch.float32, device="cuda")
    return b


def plot_results(pil_img, prob, boxes, img_save_path):
    plt.figure(figsize=(16, 10))
    plt.imshow(pil_img)
    ax = plt.gca()
    colors = COLORS * 100
    for p, (xmin, ymin, xmax, ymax), c in zip(prob, boxes.tolist(), colors):
        ax.add_patch(plt.Rectangle((xmin, ymin), xmax - xmin, ymax - ymin,
                                   fill=False, color=c, linewidth=3))
        cl = p.argmax()
        text = f'{CLASSES[cl]}:      {p[cl]:0.2f}'
        ax.text(xmin, ymin, text, fontsize=9,
                bbox=dict(facecolor='yellow', alpha=0.5))
    plt.savefig(img_save_path)
    plt.axis('off')
    plt.show()


def main(chenkpoint_path, img_path, img_save_path):
    args = torch.load(chenkpoint_path)['args']
    model = build(args)[0]
    device = "cuda" if torch.cuda.is_available() else "cpu"
    model.to(device)
    # 加载模型参数
    model_data = torch.load(chenkpoint_path)['model']
    model.load_state_dict(model_data)

    model.eval()
    img = Image.open(img_path).convert('RGB')
    size = img.size
    
    inputs = transform_input(img).unsqueeze(0)
    outputs = model(inputs.to(device))
    # 这类最后[0, :, :-1]索引其实是把背景类筛选掉了
    probs = outputs['pred_logits'].softmax(-1)[0, :, :-1]
    # 可修改阈值,只输出概率大于0.7的物体
    keep = probs.max(-1).values > 0.7
    bboxes_scaled = rescale_bboxes(outputs['pred_boxes'][0, keep], size)
    # 保存输出结果
    ori_img = np.array(img)
    plot_results(ori_img, probs[keep], bboxes_scaled, img_save_path)


if __name__ == "__main__":
    CLASSES = ['N/A', "aeroplane", "bicycle", "bird", "boat",
               "bottle", "bus", "car", "cat", "chair",
               "cow", "diningtable", "dog", "horse",
               "motorbike", "person", "pottedplant",
               "sheep", "sofa", "train", "tvmonitor", "background"]
    main(chenkpoint_path="checkpoint.pth", img_path="test.png",
         img_save_path="result2.png")

几点说明:

1.CLASSES是我们数据集对应的类别名,注意自己标注的顺序一定写对。

第一个类别是"N/A"既不是背景也不是前景,因为我们转换的数据集的索引是从1开始的,所以索引为0的类别就缺失了。背景类应该是索引最大的也就是第21类。其实上面的"background"我认为加上才是最严谨的。

在这里插入图片描述

2

chenkpoint_path:保存的权重文件
img_path:测试的图片路径
img_save_path:保存结果路径

3.可修改阈值,论文中默认只输出概率大于0.7的物体。

用VOC数据集训练的模型推理效果:
(VOC数据集中没有自行车一类所以识别不出来)

在这里插入图片描述

五、一些小bug

1.取整问题

UserWarning: floordiv is deprecated, and its behavior will change in a future version of pytorch. It currently rounds toward 0 (like the ‘trunc’ function NOT ‘floor’). This results in incorrect rounding for negative values. To keep the current behavior, use torch.div(a, b, rounding_mode=‘trunc’), or for actual floor division, use torch.div(a, b, rounding_mode=‘floor’).

在这里插入图片描述

这时一个torch版本原因导致的一个函数问题,报了一个警告。
models/position_encoding.py文件中的第44行改成如下形式即可。

在这里插入图片描述

2.num_class的设置问题

num_class的设置问题在github上有详细的讨论
引用作者原话:

在这里插入图片描述

num_class应该设置为max_id+1,比如上面的voc2coco数据集,索引从1到20,那么num_class应该设置为20+1=21,索引为21的类为背景类,但是因为索引从1开始,所以把索引为0 的类设置为N/A,既不是背景也不是前景,应该是缺失类。作者举例4个类别IDs分别为1,23,24,56那么num_class应该设置为57,索引为57的类为背景类。其中缺失索引值:0、2-22、25-55应该用N/A填充,都是缺失类。

3.Encoder的输入为什么要把特征图的维度进行变换 (bs, c, hw) -> (hw, bs, c)?

在这里插入图片描述

这里只是一个小细节,当初发现这里和ViT等论文的Encoder输入不太一样,不明白为什么要多此一举进行维度变换。这里其实是pytorch中注意力实现的一个不同,在源码中的文档中写的很清楚,pytorch中的transformer实现有一个batch_first=False的参数,也就是默认传入的第一个维度不是batch_size,所以才要进行一个维度变换。

在这里插入图片描述

References

DETR预训练模型

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.coloradmin.cn/o/1319676.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系多彩编程网进行投诉反馈,一经查实,立即删除!

相关文章

【改进YOLOv8】磁瓦缺陷分类系统:改进LSKNet骨干网络的YOLOv8

1.研究背景与意义 项目参考AAAI Association for the Advancement of Artificial Intelligence 研究背景与意义 近年来,随着智能制造产业的不断发展,基于人工智能与机器视觉的自动化产品缺陷检测技术在各行各业中得到了广泛应用。磁瓦作为永磁电机的主…

verilog基础语法-计数器

概述: 计数器是FPGA开发中最常用的电路,列如通讯中记录时钟个数,跑马灯中时间记录,存储器中地址的控制等等。本节给出向上计数器,上下计数器以及双向计数器案例。 内容 1. 向上计数器 2.向下计数器 3.向上向下计数…

迷你型洗衣机好用吗?高性价比的四款内衣洗衣机推荐

不得不说内衣洗衣机的发明解放了我们的双手,而我们从小到大就有这个意识,贴身衣物不可以和普通的衣服一起丢进去洗衣机一起,而内衣裤上不仅有肉眼看见的污渍还有手上根本无法消灭的细菌,但是有一款专门可以将衣物上的细菌杀除的内…

机器学习——自领域适应作业

任务 游戏里面的话有很多跟现实不一样的情况。 想办法让中间的特征更加的接近,让feat A适应feat B,产生相对正常的输出。 在有标签数据和没有数据的上面进行训练,并能预测绘画图像。 数据集 训练5000张总数,每类有500张测试100…

人工智能数据挖掘:发掘信息的新境界

导言 人工智能数据挖掘作为信息时代的利器,通过智能算法和大数据技术的结合,为企业、学术研究和社会决策提供了前所未有的洞察力。本文将深入探讨人工智能在数据挖掘领域的应用、技术挑战以及对未来的影响。 1. 人工智能数据挖掘的基本原理 数…

Python学习笔记(一)Anaconda开发环境介绍与搭建

本文介绍了Python学习中常用的开发环境Anaconda,以及如何搭建和使用Anaconda。Anaconda是一个集成了许多模块和包管理工具的软件集合,可以管理Python解释器、模块和虚拟环境。文章还比较了conda和pip这两个包管理工具的区别,并介绍了Anaconda…

Unity实现GoF23种设计模式

文章目录 Unity实现GoF23种设计模式概要一、创建型模式(Creational Patterns):二、结构型模式(Structural Patterns):三、行为型模式(Behavioral Patterns):Unity实现GoF23种设计模式概要 GoF所提出的23种设计模式主要基于以下面向对象设计原则: 对接口编程而不是对实…

Lambda表达式的简单理解

1. 初识lambda表达式 Lambda表达式是Java SE 8中一个重要的新特性。lambda表达式允许你通过表达式来代替功能接口。 lambda表达式就和方法一样,它提供了一个正常的参数列表和一个使用这些参数的主体(body,可以是一个表达式或一个代码块)。 Lambda 表达式(Lambda exp…

✺ch4——管理3D图形数据

目录 缓冲区和顶点属性统一变量顶点属性插值应用变换矩阵一个3D立方体示例渲染一个对象的多个副本——实例化在同一场景中渲染多个不同模型矩阵栈应对“Z冲突”伪影图元的其他选项性能优先的编程方法 使用 OpenGL 渲染 3D 图形通常需要将若干数据集发送给 OpenGL 着色器管线。举…

DS哈希查找—线性探测再散列

Description 定义哈希函数为H(key) key%11,输入表长(大于、等于11)。输入关键字集合,用线性探测再散列构建哈希表,并查找给定关键字。 –程序要求– 若使用C只能include一个头文件iostream;若使用C语言…

giee 添加公匙 流程记录

一、安装 百度网盘CSDN4文件夹下,或者官网下载:https://git-scm.com/downloads 二、生成密钥 1.右击打开git bash 2.$ ssh-keygen -t rsa -C “个人邮箱地址”,按3个回车,密码为空。 3.在C:\Users{windows用户名}.ssh目录下得到…

玩转字词句魔法:打造超强样本集的数据增强策略,句式变换揭秘同义句生成与回译在数据增强中的创新应用

NLP专栏简介:数据增强、智能标注、意图识别算法|多分类算法、文本信息抽取、多模态信息抽取、可解释性分析、性能调优、模型压缩算法等 专栏详细介绍:NLP专栏简介:数据增强、智能标注、意图识别算法|多分类算法、文本信息抽取、多模态信息抽取…

【PHP】一个邮箱点击验证的完整示例

目录 1.效果展示 2.发送验证码 3.进行验证 以绑定邮箱为例,注册验证的话修改判断逻辑 1.效果展示 2.发送验证码 /*** 发点击验证* 参数 email*/public function sendClick(){$param $this->request->post();// 邮箱email的validate规则验证,略…

酒精壁炉,现代取暖的便携选择

酒精壁炉作为现代室内取暖的一种选择,具有独特的特点和工作原理。酒精壁炉采用酒精作为燃料,为家庭提供舒适的温暖,同时具备一定的安全性和便携性。 酒精壁炉通常由金属或陶瓷制成,内部设有专门的燃烧器,用于燃烧酒精燃…

SpringBoot使用@DS配置 多数据源 【mybatisplus druid datasource mysql】

项目最近需要使用多数据源,不同的mapper分别读取不同的链接,本项目使用了mybatisplus druid 来配置多数据源,基于mysql数据库。 目录 1.引入依赖 ​2.配置文件 application.yaml 3.Mapper中使用DS切换数据源 4.使用DS的注意事项 1.引入依…

用uniapp写一个点击左侧可以滑动的menu

完成后的图片(点击左侧右边或滑动,滑动右边左侧的选中也会变化): 数据js (classifyData): export default[{"name": "女装","foods": [{"name": &q…

ansible(不能交互)

1、定义 基于python开发的一个配置管理和应用部署工具,在自动化运维中异军突起,类似于xshell一键输入的工具,不需要每次都切换主机进行操作,只要有一台ansible的固定主机,就可以实现所有节点的操作。不需要agent客户端…

[足式机器人]Part4 南科大高等机器人控制课 Ch08 Rigid Body Dynamics

本文仅供学习使用 本文参考: B站:CLEAR_LAB 笔者带更新-运动学 课程主讲教师: Prof. Wei Zhang 南科大高等机器人控制课 Ch08 Rigid Body Dynamics 1. Spatial Vecocity1.1 Spatial vs. Conventional Accel1.2 Plueker Coordinate System and…

二叉树的最大深度(LeetCode 104)

文章目录 1.问题描述2.难度等级3.热门指数4.解题思路方法一:深度优先搜索GolangC 方法二:广度优先搜索GolangC 参考文献 1.问题描述 给定一个二叉树 root ,返回其最大深度。 叉树的「最大深度」是指从根节点到最远叶子节点的最长路径上的节…

会旋转的树,你见过吗?

🎈个人主页:🎈 :✨✨✨初阶牛✨✨✨ 🐻强烈推荐优质专栏: 🍔🍟🌯C的世界(持续更新中) 🐻推荐专栏1: 🍔🍟🌯C语言初阶 🐻推荐专栏2: 🍔…